基于DSO2902示波卡的远程监测系统设计
摘要:为便于远程监测信号时域波形,采用VC++开发一套远程信号监测软件,结合示波卡、光纤网络等设备组成远程信号监测系统。系统可实现时域数据的实施采集、远程传输和波形显示,是一种能够替代示波器的远程监测系统。
关键词:远程监测;示波卡;时域波形
在某些测试条件下,需要对信号的波形进行远程监控,由于没有相应功能的示波器,因此,笔者采用1块DSO2902示波卡和两台计算机,通过开发一套软件,搭建一个简易的监测系统,实现了信号时域数据的远程监测。
1 远程监测系统结构
远程监测系统结构主要包括:一块示波卡、两台商用台式机。两台计算机之间采用千兆光纤网络连接,测试信号采用信号模拟器的视频信号,系统结构如图1所示。
DSO2902是一款外置式双通道示波卡,可以通过USB2D端口将X-Y通道的测量数据传送到计算机上,通过运行随机软件和控件(dso29xx_DLL vbp),可以将数据显示并记录。DSO2902示波卡主要参数如下:
采样率:250MHz;
通道数:并行双通道;
AD分辨率:8位;
存储容量:每通道最大256K;
量程:±20V;
输入信号带宽:0Hz~80MHz;
接口:USB2.0。
两台配置相同的商用台式计算机的基本配置为:
操作系统:windows 2000/XP;
CPU:Intel Pentium(R)4;
内存:512MB;
硬盘:1G剩余空间;
显卡:Direct 3D兼容(16MB)。
2 软件设计
2.1 功能要求
时域特征远程监测软件主要功能是:接收示波卡波形数据,并通过光纤网络传送至远端数据处理中心,由时域波形显示软件进行处理显示,在显示图形时可对图形进行上、下、左、右的移动和横轴的压缩或拉伸。同时,能够将接收到的数据进行存储,用于数据回放。
2.2 模块组成
时域特征远程监测软件由4个二级软部件构成,分别为:接口通信软部件、数据接收软部件、图形显示软部件、测试控制软部件,软件组成如图2所示。
数据传输流向如图3所示。
(1)接口通信软部件
接口通信软部件具有网络连接和接收示波卡波形数据的功能。数据接收后,可以通过相关软件模块进行停止接收数据和重新接收数据等操作。
设计需求:完成本系统与其他系统网络连接功能和收发数据或命令报文功能。
约束条件:无。
(2)数据接收软部件
数据接收软部件用于接收波形数据。网络接收解析数据得到相应的波形数据,并将此数据以文件形式保存在硬盘上。
设计需求:完成数据接收及解析功能,能够将接收到的数据进行保存。
约束条件:文件按照规定格式进行保存。
(3)图形显示软部件
图形显示软部件将波形数据画出相应波形图形显示在主界面上。
设计需求:将接收到的波形数据实时显示。
约束条件:图形显示不停顿。
局部数据元素:
int m_nRecorReal;//1实时,2回放
int m_nShowFlag;//2暂停,1运行,0停止
int YRate;//y轴偏移
int XRate;//x轴偏移
int YMax;//y轴最大值
int XMax;//x轴最大值
BOOL m_bScreen;//全屏为true
BOOL m_bDrawWave://是否绘制波形标志
int m_iDataLen;//接收数据长度
double WaveData[5000];//通道波形数据
(4)测试控制软部件
测试控制软部件对工作模式进行控制,可选择实时接收显示和数据回放两种模式之一进行试验。并能够对图形进行横轴压缩和拉伸,图形的左移、右移、上移、下移操作。
设计需求:完成参波形数据的处理,对工作模式的切换。图形能进行放缩及移动显示。
约束条件:两种工作模式相互切换,不可同时进行。
局部数据元素:
int m_nRecorReal;//1实时,2回放
int m_nShowFlag;//2暂停,1运行,0停止
int YRate;//y轴偏移
int YMax;//y轴最大值
int YStart://电平低
int YEnd://电平高
float m_fST;//扫描时间
int XMax;//频率最大值
int XStart;//频率起始
int XEnd://频率停止
float m_fSpD;//电平/格
3 运行测试
3.1 运行流程
运行流程如图4所示。
3.2 测试结果
(1)采样率设置
打开采样率设置界面,根据信号监测的要求,设置好相应的参数,主要包括采样间隔、采样时间长度、幅度最小和最大值等四个参数的设置。
(2)打开监控软件主界面
系统连接后,打开监控软件主界面,自动接收并显示信号时域波形,软件界面左边为时域波形显示区,右上为波形控制功能按钮,右下为系统信息显示区。
(3)系统运行
系统运行后,监控软件自动接收远程信号数据,并实时显示时域波形及存储信号数据,从而实现远程监控。通过功能控件对图形进行横轴压缩和拉伸等操作。
(4)数据回放
测试结束后,根据实际需求,调整监测软件的运行模式为回放模式,打开存储的信号数据,即可对远程监控的波形数据进行回放。
4 结束语
本文介绍了基于DSO2902示波卡的信号时域特征远程监测软件设计和系统功能实现。通过远程监测软件上的功能按钮能完成对信号时域特征的放大、缩小等示波器的功能,从而达到代替示波器实现远程监控的目的。虽然示波器也能实现信号的监控,但是本文设计的监测系统经济实用,操作简便,还能实现信号的远程监控和数据回放。
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